出砂预测
出砂、结蜡、结垢及腐蚀预测和防护措施技术思路
出砂、结蜡、结垢及腐蚀预测和防护措施技术思路1、结蜡预测及防护措施一、技术思路：根据油气井地质油藏特征、构造特征及岩石特性等，进行出砂机理研究，找到出砂主要影响因素，应用相关软件进行出砂预测，找到易出砂层段。
在以上研究的基础上，进行合理生产制度研究，给出合理的生产压差；应用粒度分析资料进行防砂筛网目数的预测，从而达到防砂的目的。
二、技术路线三、研究内容：1.出砂机理研究包括岩石力学性质及其影响因素进行研究，如岩石强度、岩石成分、结构特征及粘土矿物特征等。
2. 出砂影响因素分析（1）内因：油藏物性、地质构造、岩石特性等；（2）外因：完井、油保、开发参数及生产阶段等。
3.油气井出砂预测综合出砂机理研究及主要影响因素分析，应用相关专业软件，可以对油气井各产层进行地层强度预测，找出易出砂层段。
4.防砂研究（1）合理生产制度研究：在以上研究的基础上，应用相关软件计算地层强度，给出合理的生产压差。
（2）对防砂方法、防砂工艺参数优化提供技术支持；可以用多种方法对防砂筛网目数的预测，包括岩心粒度分析资料与测井GR 资料拟合确定粒度中值、岩屑/岩心粒度分析对比确定粒度中值、粒度分析与测井孔隙度/渗透率拟合确定粒度中值。
（3）对防砂井进行产能预测与评价。
2、结蜡预测及防护措施1）结蜡通过对储层流体特征的地面和地下研究，分析蜡的类型，探讨结蜡的机理。
对地层、井底和管线的结蜡趋势进行预测，并提出切实可行的防垢措施。
分析项目：原油含蜡、凝固点、析蜡点、蜡分布、PVT等分析技术路线研究内容（1）储层流体分析，包括油气田的地质概况、油气水分析资料和蜡类型研究（2）结蜡机理研究，包括温度压力以及溶解气对蜡的析出机理和影响因素分析研究。
（3）预测结蜡趋势，包括井筒结蜡预测、管线中结蜡预测。
（4）提出防蜡及清蜡建议，包括机械清蜡和化学方法防蜡。
3、结垢研究思路通过对储层流体特征的研究，分析成垢的类型，探讨结垢的机理。
运用多种预测方法对地层、井底和管线的结垢趋势进行预测。
碎屑岩油藏油井出砂预测技术研究
管埋与维轳清洗世界Cleaning World第36卷第12期2020年12月文章编号：1671-8909 ( 2020 ) 12-0095-002碎屑岩油藏油井出砂预测技术研究姜国庆(辽河油田分公司，辽宁盘锦 124010 )摘要：受岩石颗粒胶结程度弱、生产压差大以及作业频繁等因素影响，油井生产过程中常面临出砂影响，导致卡泵、砂埋油层不出液等问题出现，不但影响油井正常生产时率，还增加检泵作业成本，降低经济效益。
本文 以S 油藏为例，开展出砂预测技术研究，包括声波时差计算法、孔隙度分析法、岩石的组合弹性模量法等，可为 油藏提前制定防砂措施提供依据。
主题词：碎屑岩油藏；油丼出砂；预测技术研究 中图分类号：TE 358文献标识码：A1概况S 油藏为边底水油藏，油藏埋深1 750-2 050 m ,动用含油面积4.25 1〇112,石油地质储量912.6乂1041,主 要开发目的层为下第三系沙河街组沙四段杜家台油层， 受储层泥质含量高、胶结程度弱、生产压差大等因素影 响，油水井生产过程中出砂严重，影响油藏正常生产。
目前共有油水井丨45 口，开井102 口，开井 率70.3%,日产液1 020 t ，日产油265 t ,综合含水 74.1%,其中有出砂井96 口，占总井数比76.8%。
受出 砂影响，部分油井关井或“带病”生产，影响日产油量 105 t ,影响年产油量3.05万t ,亟需开展相关出砂预测 技术研究，提前做好油水井的防砂工作，提高生产时率。
2出砂机率预测方法研究2.1声波储层中传播速度预测声波在不同介质中传播速度不同，可以间接反应介 质特性，其在地层中传播时，遇到孔隙度大、胶结差的 储层，其传播速度减小，相反传播速度增大，所以根据 声波传播速度大小，可以间接反应储层内颗粒间胶结情 况。
而声波时差为声波传播速度的倒数，可以理解声波在地层中传播丨m 距离所需要的时间，声波时差值大， 表明声波传播速度小，即储层内部颗粒间胶结状况差， 容易出砂。
西部斜坡稠油区块出砂预测方法
西部斜坡稠油区块出砂预测方法【摘要】本文主要阐述现阶段油田普遍应用岩石的物性、弹性参数及现场经验对易出砂地层进行预测，主要方法有声波时差法、地层孔隙度发、组合模量法，根据此方法结合大庆西部斜坡稠油实际出砂情况制定符合该稠油区块的出砂预测方法。
在作试油设计时，提前预测出砂情况，及时做好防范措施。
提高试油一次成功率，为西部斜坡稠油区块勘探提供了宝贵的参考资料。
【关键词】稠油出砂预测方法1 油藏出砂预测方法油藏开采过程中的油井出砂是影响油藏开发的突出问题，防止油层出砂是开发油藏的关键技术。
在油井开采前做好出砂预测，试油时提前做好防砂设计预案是地质技术的一项进步。
现阶段地质方面预测出砂主要根据岩石的物性、弹性参数及现场经验对易出砂地层进行预测，目前常用的有以下几种方式[1]。
1.1 声波时差法声波时差是声波纵波沿井剖面传播速度的倒数，记为△tc=1/Vc。
一些国外公司常用声波时差最低临界值来进行出砂预测，超过这一临界值生产过程中就会出砂。
△tc以油田或区块的不同而有所变化，一般情况下，当△tc＞295μs/m时就应采取防砂措施。
1.2 地层孔隙度法孔隙度是反映地层致密程度的一个参数，利用测井和岩心室内试验可求得孔隙度在井段纵向上的分布。
一般，孔隙度大于30%，胶结程度差，出砂严重；孔隙度在20%～30%之间，地层出砂减缓；孔隙度小于20%，地层出轻微砂。
1.3 组合模量法组合模量法预测出砂需要根据声速及密度测井资料，用下式计算岩石的弹性组合模量Ec：Ec=9.94×108ρr/△tc2？？？？（式1）式中：Ec-岩石的组合弹性模量，MPa；ρr-地层岩石的体积密度，g/cm3；△tc-岩石的纵波声波时差，μs/m。
根据以往测井资料、岩石特性及出砂分析结果，Ec值越小，地层出砂的可能性越大。
2 西部斜坡稠油区块出砂预测图板根据理论方法结合西部斜坡稠油的试油出砂情况和地质情况分析该区块出砂规律，制作出砂预测图版。
基于BP神经网络的油井出砂预测
率 系数 ；
为训 练 因子 ； 与 的取值 范 围为０ ０～ ｉ ．ｌ 。
对 每一 个样 本重 复 上述规 则 ，当 网络 中的连 接权 重和 闽值 调整 到使 Ｅ
小 于 给定 的允 许 误差 后 ，即 完成 了网络 的 训练 过程 。利 用 训练 好 的网络 ，
３ ２模 型 的建 立 本课 题 为 建立 油 井 出砂 的 预测 模 型采 集 了包含 ６ 预 测 参数 的４ 个预 个 ０
测样 本 ， 以６ 预 测参 数 作 为输 入 层 的神 经 元 ；输 出的 实际 情况 为 是 否 出 个 砂 。通 过运 用神 经 网络 方 法对 样 本进 行 处 理 ，即 可得 到 因变 量Ｙ 输 出 ） １（ 与 自变 量 （ 输入 ）ｘ，Ｘ，Ｘ，Ｘ ｘ，Ｘ之 间 的 非线 性关 系 。然 后调 整算 ｌ ２ ３ ４，５ ６ 法来 训练 Ｂ 网络 ，Ｂ 网 络有 三层 ，即输 入 层 、隐含 层 和输 出层 。隐含 层神 Ｐ Ｐ 经元个 数 起初 设定 为２ ，最 大训 练循 环 次数为Ｍ ｘ ｅｏ ｈ２ ０ ，期望 误差最 ａ ｐ ｃ＝ ００ 小值 ｅｒ ｇａ ＝． ０ ，但 经过 不 断 的训 练 ，可 以看 出当隐 含层 神 经元 个数 ｒ ｏ ｌＯ ０ １ 为１ 时得 到 的实 际结 果 与期 望结 果 的吻 合性 最 好 。因此 ，经过 连续 训 练可 ４
ｌ ： ｘ ， ＝ １２，， ， ｉ ， ３ … Ｎ
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存 ，然后 运 用Ｍ ＴＡ ￣经 网络工 具 箱对 其进 行 调用 处 理 。而此 数据 的选择 ＡＬ Ｂ 是 直 接 采 用 神 经 网 络 进 行 模 拟 。 利 用 ｉ ｉｆ 函 数 对 网 络 初 始 化 ． 用 ｎｔ ｆ 运 ｔａｎ 数 训 练 神 经 网 络 ， 通 过ｎ ｗ ｆ ｒ ｉ函 ｅ ｆ 函数 对 刚络 进 行 仿 真 ， 输入 层 采 用
油井出砂预测概论
不 稳定 和严重 的剪 切应 力垮塌 。
１２ 出 砂 量 预 测 方 法 ．
其 极 限 强 度 。导 致 岩 石 结 构 发 生 破 坏 而 使 骨 架 砂 成
为 松 散 砂 ， 地 层 流 体 带 人 井 中 引 起 出 砂 【。 被 ２ 】
出 砂 在 产 油 开 始 到 以后 的 多 年 里 任 何 时 间 都 会
有 效地 进 行 出砂 预 测 对 于 指 导 油 田 高效 开 发 具 有 重要 意 义 。
关键 词 ： 出砂 ； 气 井 ； 砂 油 防
中 图分 类 号 ： Ｓ ２ Ｔ ３
文 献 标 识 码 ： Ｂ
文 章 编 号 ：０ １ ０ ３ （ ０ ２ ｏ 一 ０ ３ ０ １０ － ３ ５ ２ １ ）３ ｏ ２ — ３
应 该 强 调 指 出 ，每 种 方 法 的成 功 都 取 决 于 输 人 数 据 的质量 和可 靠性 ， 以及 数 据 采 集 的 难 易 程 度 、 本 和 成 实 用 性 。例 如 ， 些 产 砂 量 预 测 的数 值 模 型 需 要 输 入 有 很 多 参 数 ， 这 些 参 数 是 在 油 田不 能 获 取 的 。另 一 方 而
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｔ ｓｏ ｅ ｏ ｅ ｍａｎ ｐ ｏ ｌ ｍｓｄ ｒｎ ｅｍｉ ｉｇ ｏ ｅ ｓ ｎ ｓｏ ｅ ｒ ｓ ｒｏ ｒ Ｓ ｎ ｒ ｄ ｃｉｎ ｉ ｈ ｒ ｕ ｏ ｔ ｅｄ ｖ ｌｐ ｓｒ ｃ ：Ｉ ｉ ｎ ｆｔ ｉ ｒ ｂ ｅ ｕ ｇ ｔ ｎ ｎ ｆ ａ ｄ ｔｎ ｅ ｅ ｖ ｉ． ａ ｄ ｐ ｏ ｕ ｔ ａ ｍｆ ｌ ｈ ｅ ｅｏ — ｈ ｉ ｈ ｈ ｔ ｏ ｓ ｔ ｍｅ ｔ ｆｏ ｌ ｎ ａ ｅｄ Ｉ ｍａ ａ ｓ ｈ ｒ ｄ ｃ ｉｎ ｒ ｄ ｃｉｎ ｏ ｉ ａ ｄ ｇ ｓ ｗｅｌ ｏ ｒｅ ｗｉ ａ ｓ ｈ ｃａ ｐ ｎ ｆｏｌａ ｄ ｇ ｓ ｎ ｉ ａ ｄ ｇ ｓ ｆ ｌ ． ｔ ｙ ｃ ｕ ｅ ｔ ｅ ｐ ｏ ｕ ｔ ｅ ｕ ｔ ｆｏｌ ｎ ａ ｌ ｒｗｏ ｓ ， ｌ ｃ ｕ ｅ ｔ ｅ ｓ ｒ ｐ ｉ ｇ ｏ ｉ ｎ ａ ｏ ｉ ｏ ｏ ， ｌ ｗｅ ｓ Ｓ ｉｎ ｉ ｃ ａ ｄ ｅｆ ｉ ｎ ｒ ｄ ｃｉ ｎ ｏ ｅｓ ｎ ｒ ｄ ｃｉ ｎ ｉ ｏ ｒ ａ ｉｎ ｆ ａ ｃ ｕ ｄ ｅ ｅｆ ｉｎ ｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔ ｆ ｉ ｆ ｌ ． ｎ ． ｃｅ ｔ ｎ ｆ ｃ ｅ ｔ ｅ ｉｔ ｆ ａ ｄ ｐ ｏ ｕ ｔ ｆ ｅ ｔ ｇ ｉ ｃ ｎ ｅ ｔ ｇ ｉ ｅ ｔ ｆ ｃ ｅ ｔ ｖ ｌｐ ｎ ｌ ｅｄ ｉ ｆ ｉ ｐ ｏ ｈ ｔ ｏ ｓ ｇ ｓ ｉ ｏ ｈ ｉ ｄ ｏｏ ｉ
水平井地应力及出砂预测研究的开题报告
水平井地应力及出砂预测研究的开题报告一、研究背景与意义水平井作为现代油气开发的主要方式之一，其在难采油气田的开发中具有重要的地位。
水平井在井壁稳定、增产节水等方面具有显著优势。
然而，在水平井的钻井过程中，井壁稳定问题和出砂问题一直都是凸显的难点和瓶颈问题。
水平井的钻井、完井和生产过程中，井壁会承受来自钻头和地层的地应力，地应力大的地方易造成井壁塌陷，地应力小的地方则容易出现砂粒堵塞。
因此，深入了解水平井地应力分布及出砂规律对水平井的顺利钻井、完井和生产以及有效开发难采油气田有着十分重要的意义。
二、研究内容和方法（一）研究内容本研究旨在通过现场数据采集、室内试验分析，对水平井地应力分布及出砂规律进行深入研究。
具体内容包括：1.对目标水平井现场进行地应力测试，建立地应力场模型，分析水平井地应力分布及其对井壁稳定性的影响。
2.通过模拟实验和现场采集方法，研究水平井出砂规律，探讨出砂机理，定量评估出砂程度，提出有效防止水平井出砂的措施。
3.结合现场测试和试验结果，建立水平井地应力与出砂的预测模型，提高水平井钻井、完井和生产的安全性和效益性。
（二）研究方法1.现场测试法：采用现有测试仪器测试水平井现场地应力数据，根据测试结果建立地应力场模型，分析水平井地应力分布。
2.室内试验法：采用试验装置进行实验模拟，研究砂粒运动规律及砂粒运动对井壁稳定的影响，分析出砂机理。
3.数据分析法：将试验数据和现场测试数据进行处理，建立出砂预测模型，探究水平井地应力与出砂的关系，为防止出砂提供科学依据。
三、预期结果和成果经过本研究，可以得到以下预期结果和成果：1.深入了解水平井地应力分布规律，建立地应力场模型，为钻井、完井和生产提供科学依据，提高钻井安全性和效益性。
2.研究水平井出砂机理，探讨了出砂规律，提出有效的防止出砂措施，为水平井生产提供技术方法和参考。
3.建立水平井地应力与出砂的预测模型，提高水平井钻井、完井和生产的安全性和效益性，为难采油气田的开发提供技术支撑。
地层出砂的判断方法
地层出砂的判断方法
地层出砂的判断方法主要包括以下几种：
1. 观察法：通过观察地面的裂缝、塌陷、隆起等现象，以及井壁坍塌、套管损坏等情况，判断地层是否出砂。
2. 钻井液携砂量法：通过观察钻井液的携砂量，如果携砂量明显增加，说明地层出砂。
3. 循环压力法：通过观察循环压力的变化，如果循环压力明显下降，说明地层出砂。
4. 钻屑法：通过观察钻屑的粒度和形状，如果钻屑明显变粗或形状不规则，说明地层出砂。
5. 声波探测法：通过声波探测地层的疏松程度和孔隙度，如果声波传播时间明显延长或反射波幅明显减小，说明地层出砂。
6. 测井法：通过测量地层的电阻率、声波传播时间、密度等参数，结合地层的地质特征，判断地层是否出砂。
以上是地层出砂的判断方法，具体使用哪种方法要根据实际情况而定。
如果发现地层出砂，应及时采取措施防止进一步恶化，保证钻井工程的安全顺利进行。
油井出砂原因及防砂预测分析
油井出砂原因及防砂预测分析摘要：文章叙述了油井出砂的概念及导致油井出砂的影响因素，分析了海上油田油井出砂预测方法，指出了现有出砂生产压差预测方法优缺点及今后发展方向。
关键词：模型分析；出砂预测；胶结状态关键词抽油泵；油井出砂；原因分析；防砂技术引言在油田开采过程中，随着油田开采的不断进行，地层能量也会随之不断下降，此时油井内部的压差就会不断增大，进而导致油井出砂的问题不断严重，油井出砂会对其产能造成比较大的影响。
地层出砂会进入到井筒中，可能会造成管线和设备堵塞情况的出现，或者对泵造成破坏，甚至可能会导致井壁坍塌的问题，造成套管变形损坏，最终使油井不能够继续生产，而且会影响后续开采和最终的采收率，因此加强对油井出砂机理的研究，针对油井出砂机理采取有效的防砂措施来对油井出砂问题进行预防，对于保证油田产能的稳定，提高最终采收率具有重要的意义。
1.油井出砂及危害油井出砂是油田的油井在生产过程中，因为储油层的岩石较为脆弱，或是在开采过程中，因为不合理的操作，导致储油层的岩石结构遭到破坏，导致岩石脱落。
脱落后的岩石随着原油一起进入采油设备中。
因为岩石体积较大，最终导致采油设备的损坏。
岩石脱落严重时还会对油井内的岩石稳定结构被破坏，导致油井坍塌，最终停产。
常见的油井出砂会导致油井减产，只有当油井出砂越来越严重时才会发生油井停产现象。
1.陆地油田与海上油田出砂的区别陆地油田和海上油田在油井出砂上的差异是由于岩石结构的不同及油质的不同所引起的。
陆地油田的储层岩为细中细砂岩夹泥岩，在结构上主要以点线接触为主，结构类型上以胶结物为主，在岩层结构上又主要以方解石为主，岩石之间孔隙较多，孑L隙密度可高达30％。
孑L隙之间连通性比较好，胶层之间缝隙较大，岩层受地壳的运动影响较大。
海上油田的油井在出砂的情况上，以稠油田为主，在稠油田中受限于地质的因素，在岩层上存在着地层出砂的情况，导致海上油田油井出砂生产压差不同的原因之一便是高温蒸汽对岩层的破坏。
出砂组合模量预测方法
出砂组合模量预测方法嘿，咱今儿就来说说出砂组合模量预测方法这档子事儿。
你说这出砂，就像个调皮的小捣蛋，时不时就出来捣乱一下，让咱得想法子对付它呀！那这组合模量预测方法呢，就是咱手里的秘密武器啦！想象一下，出砂就像是一场混乱的战斗，而组合模量预测方法就是咱的战略指南。
咱得通过各种观察、分析，去摸清楚砂的脾气和习性，才能更好地预测它啥时候会冒出来捣乱。
咱可以从砂的来源开始研究呀。
它是从哪儿来的呀？是地层本身就有的，还是后来一些外在因素给招惹来的呢？这就好比咱要了解一个人的身世背景一样重要呢！然后再看看砂的颗粒大小、形状啥的，这些可都能影响到组合模量的预测呢。
还有啊，咱得考虑各种因素对出砂的影响。
就好像天气会影响咱出门穿啥衣服一样，不同的条件下出砂的情况也不一样。
比如说压力啦、温度啦、流体性质啦等等。
咱还可以通过一些实验和数据分析来找到规律呀。
就跟咱做数学题似的，多算几遍，总能找到解题思路。
把那些数据都摆出来，仔细琢磨琢磨，说不定就能发现一些隐藏的线索呢。
这组合模量预测方法可不是一蹴而就的事儿，得慢慢来，就像炖一锅好汤，得小火慢炖才有滋味。
咱不能着急，得一步一个脚印地去探索、去尝试。
说起来容易做起来难呐！但咱不能怕呀，要是不搞清楚这个，那出砂可就更肆无忌惮啦！咱得鼓起勇气，像个勇敢的战士一样去面对它。
咱可以多和同行交流交流经验呀，看看别人都是咋搞的。
说不定别人的一个小点子就能给咱带来大启发呢！这就跟朋友之间互相分享秘密一样，大家一起进步嘛！总之啊，这出砂组合模量预测方法可是个大学问，咱得用心去钻研。
虽然过程可能会有点艰辛，但咱只要坚持下去，就一定能找到好办法来对付出砂这个小调皮！咱可不能让它随便就打乱咱的计划，破坏咱的工程呀！大家一起加油吧！。
地层出砂机理及出砂预测
一，出砂机理油井出砂通常是由于井底附近地带的岩层结构破坏引起的，其中，弱固结或中等胶结砂岩油层的出砂现象较为严重。
由于这类岩石胶结性差，强度低，一般在较低的井底压力下，就容易造成井底周围地层发生破坏而出砂。
油井出砂与油藏深度、压力、流速、地层胶结情况、压缩率和自然渗透率、流体种类和相态（油、气、水的情况）、地层性质等有直接的关系。
从力学角度分析油层出砂有两个机理：即剪切破坏机理和拉伸破坏机理，前者是炮孔周围应力作用的结果，与过低的井底压力和过大的生产压差有关；后者则是开采过程中流体作用于炮孔周围地层颗粒上的拖曳力所致，与过高的开采速度或过大的流体速度有关。
这两个机理相互作用，相互影响。
除上述两个机理外，还有微粒运移出砂机理，包括地层中粘土颗粒的运移，因为这会导致井底周围地层的渗透率降低，从而增大流体的拖曳力，并可能诱发固相的产出。
二，出砂情况预测现有的出砂预测是建立在对出砂的现场观察、出砂的室内实验及对出砂进行理论模拟的基础上，我们针对永八块的地质情况及开采特点，主要从以下几个方面进行出砂预测：１、经验类比分析法从现有永八块的资料分析，它同胜利油田的大多数砂岩油藏情况相似。
据胜利砂岩油藏沙河街层组出砂情况分析，其中大部分油藏出砂。
一般开始出砂轻微，随着油田的进一步开发，油井见水后，出砂加剧。
同时地层压力也逐渐降低，从而导致生产压差增大，也会造成大幅度出砂。
胜利油田与之同层的各个砂层组在生产过程中都有不同程度的出砂现象，所以从经验上讲，永八块可能出砂。
２、孔隙度法一般认为，地层的孔隙结构与地层的胶结强度有关，通过对胜利油田的大量统计结果表明：如果地层孔隙度大于３０％，地层出砂较为严重，完井过程中必须考虑防砂措施；如果地层孔隙度在２０－３０％之间，地层出砂减缓，也许考虑防砂；如果地层孔隙度小于２０％，地层出砂轻微。
永八块的Ｓ２５、Ｓ２６、Ｓ２７、Ｓ２８砂层组的孔隙度平均为３３％，所以单从孔隙度方面考虑都将出砂。
第一章疏松砂岩油藏出砂机理及出砂预测方法
第一章疏松砂岩油藏出砂机理及出砂预测方法第一章疏松砂岩油藏出砂机理及出砂预测方法判断油层是否出砂，对于选择合理的完井方式、对经济有效地开采油田是非常重要的。
要判断生产过程中是否出砂，必须对影响出砂的因素、出砂机理、出砂预测方法的准确性有比较清楚的认识。
通过室内实验和理论研究，搞清油层出砂机理和规律，制订合理的生产制度和防范措施也就显得非常有意义。
1.1油气层出砂原因影响地层出砂的因素大体划分为三大类，即地质因素、开采因素和完井因素。
第一类因素由地层和油藏性质决定（包括构造应力、沉积相、岩石颗粒大小、形状、岩矿组成，胶结物及胶结程度，流体类型及性质等），这是先天形成的，当然在开发过程中，由于生产条件的改变会对岩石和流体产生不同程度的影响，从而改善或恶化出砂程度；第二、三类因素主要是指生产条件改变对出砂的直接影响，很多是可以由人控制的，包括油层压力及生产压差，液流速度，多相流动及相对渗透率，毛细管作用，弹孔及地层损害，含水变化，生产作业及射孔工艺条件等。
通过寻找这些因素与出砂之间的内在关系，可以有目的地创造良好的生产条件来避免或减缓出砂。
地层砂可以分为两种，即：骨架砂和填隙物。
骨架砂一般为大颗粒的砂粒，主要成分为石英和长石等，填隙物是环绕在骨架砂周围的微细颗粒，主要成分为粘土矿物和微粒。
在未打开油层之前，地层内部应力系统是平衡的；打开油层后，在近井地带，地层应力平衡状态补破坏，当岩石颗粒承受的应力超过岩石自身的抗剪或抗压强度，地层或者塑性变形或者发生坍塌。
在地层流体产出时，地层砂就会被携带进入井底，造成出砂。
图1-1 炮眼周围地层受损情况图1-1是射孔造成弱固结的砂岩破坏的示意图。
射孔使炮孔周围往外岩石依次可以为分颗粒压碎、岩石重塑、塑性受损及变化较小的较小受损区。
远离炮孔的A区是大范围的弹性区，其受损小，B1~B2区是一个弹塑性区，包括塑性硬化和软化，地层具有不同程度的受损，C区是一个完全损坏区，岩石经受了重新塑化，近于产生完全塑性状态- 1 -的应变。
考虑射孔方位的出砂预测模型
2010年1月断块油气田在油气田开采过程中，出砂问题十分普遍［1］，如我国青海第四系气田、胜利稠油藏、新疆高温高压油气藏、渤海SZ36-1稠油藏等都遇到过严重的出砂问题。
因此，准确地预测出砂和确定出砂临界压差是减少油井出砂和制定合理工作制度的基础。
预测油气井出砂和确定出砂临界压差的理论模型来源于井壁稳定性分析，之后被逐渐扩展到射孔孔眼稳定性分析之中。
理论模型分析射孔孔眼稳定性应遵循下列步骤：1）计算岩石强度和地应力；2）计算井眼或炮孔周围的应力分布；3）利用强度准则判断射孔孔眼是否被破坏［2］。
Sand production prediction model considering perforation azimuthJiang Zhao 1Jiang Wei 2Liu Shujie 2He Baosheng 2Zeng Xianglin 2(1.International Petroleum Exploration and Development Corporation ，SINOPEC,Beijing 100083,China;2.Research Centre ofCNOOC,Beijing 100027,China)Abstract:The conventional sand prediction model for perforated completion wells could not calculate and analyze the critical drawdown in different azimuths.In order to solve this issue,the stress analysis for a perforated tunnel is derived by using the conception and analytical approach in field of rock mechanics,the stress coordinate transfer and the line-elasticity theory and by treating the perforated tunnel in a straight well as a special horizontal well.Based on this stress analysis,a new sand prediction model considering azimuth for perforated completion wells is established by taking the Drucker-Prager strength criteria as sanding criteria.The calculation and analysis on two cases indicate that azimuth can regularly influence the critical sanding drawdown of the perforated tunnel remarkably vary in a straight well and sanding always firstly occurs on the most weakness point where the minimal critical sanding drawdown has.Azimuth can regularly influence the critical sanding drawdown of the perforated tunnel and the primary reason induced this influence attributes to the difference of the two horizontal in suit stresses;the larger the anisotropic coefficient on two horizontal in suit stresses is,the bigger variation trend of critical sanding drawdown along with azimuth will be.Therefore,whether oriented perforating technology should be used depends on the size of anisotropic coefficient on two horizontal in suit stresses and its influence on critical sanding drawdown for a perforated tunnel.Key words:perforation,azimuth angle,sand prediction,critical drawdown,vertical well.考虑射孔方位的出砂预测模型江朝1姜伟2刘书杰2何宝生2曾祥林2（1.中国石化集团国际石油勘探开发有限公司，北京100083；2.中海石油（中国）有限公司研究中心，北京100027）摘要以往的射孔完井出砂预测模型都不能计算和分析不同方位角下的出砂临界压差。
第8讲-岩石力学-出砂预测
设垂向应力位中间主应力，考虑孔隙压力的影响，地层中 任一点的应力为：
50
100
150
最大切向力 抗压强度
200
50
6038
6040
6042
6044
C指数法（6038.5-6052） MPa
70
90 110 130 150
最大切向力 抗压强度
5960
6012
6046
5970
6014
5980
6048
6016
5990
6050
6018 6000ຫໍສະໝຸດ 605260106020
6020
出砂所造成的问题
除砂器滤砂管刺坏
油嘴刺坏
出砂所造成的问题
地面设备侵蚀
(据 Statoil)
出砂所造成的问题
地面设备侵蚀 (据 Statoil)
出砂所造成的问题
滤网侵蚀
出砂所造成的问题
(BP, 出砂管理论坛, 2004)
(据 ResLink)
滤网侵蚀
(据 ResLink)
出砂所造成的问题
分离器充填 (Eclipse, 出砂管理论坛, 2004)
地层种类
骨架砂：由于岩石骨架破坏后从骨架上剥离 出的砂，这部分颗粒受钻井、完井，射孔等 工艺措施的合理性和参数的选择。主要原因 是施工过程中引起的压力、应变，造成地层 变形、滑动，使岩石成为散砂，引起地层严 重出砂，甚至井层不稳定。
充填砂：因地层胶结弱，储层中存在大量细 小、弱胶结的微粒，易于启动，即使在产量 很低的情况下也难以克服它们在储层中产生 运移，这类出砂在疏松砂岩油藏开发中不可 避免，但一般量很少，且在生产条件不变时 递减很快，对生产的影响较小。
准确预测出砂的一种实用方法
准确预测出砂的一种实用方法 编译:袁永文(青海油田公司钻采工艺研究院)陈学民(青海油田公司边远油田开发公司)邢政才 徐海涛(青海油田公司钻采工艺研究院)审校:谢政(青海油田公司钻采工艺研究院) 摘要 针对国内一大型油田的出砂问题,利比亚一家石油公司与斯仑贝谢测井公司收集了大量的生产数据、测井资料与专业文献。
在对目前的几种出砂预测方法综合评价后,获得了一种新的出砂预测方法,并由此得出了与实际情况相吻合的理论预测结论。
这不仅解释了该油田的出砂现象,而且还对未开发层段的生产前景作了预测,并为下步的完井方案提供了合理的依据。
关键词 岩石参数 地层参数 生产数据 测井数据 出砂模型 出砂预测 参数修正1 概述本文对利比亚Messla油田的出砂分析方法进行了描述。
该油田已产油30多年,一些油井已严重出砂,另外一些油井则不出砂。
这一现象使该油田成为出砂分析与地质力学分析的一个理想对象。
开展这一研究工作的目的是:通过高时效的采集方法与模型建立方法优化完井方案与生产方案,大幅度降低出砂程度。
研究工作利用了易测量的实验室数据、测井数据、以及由一些经验方法(这些方法已通过其他计算结果得到了验证)得到的分析计算数据。
这一研究还利用岩石强度、地应力与砂粒尺寸等参数以获取下列结果:◇解释塑性效应,从而对井筒附近及射孔孔眼附近的砂粒强度数值进行修正;◇解释尺寸效应,不同的射孔孔眼尺寸与井筒尺寸产生不同的出砂现象;◇对一些简单的经验方法进行改进;◇利用简单的室内实验方法获取岩石力学特性,从而提高上述参数的准确度。
出砂预测结果与油田数据比较证实,这一研究方法很有效,能准确预测油井在哪年开始出砂。
本文内容有以下几点:研究方法、数据采集与处理方法;证明在研究过程中,通过对输入数据进行筛选,对某些不确定因素进行评价,并通过优选模型(这些模型不需要太复杂的测量与分析过程)最终可以得到准确的出砂预测结果。
Messla是一大型油田,由Agoco石油公司开发,至今已有30多年的生产历史。
海上油气田完井手册-油气水井防砂
第一节出 砂 预 测多数疏松或较疏松的油层有出砂现象。
油气井出砂会造成磨蚀井下、地面设备和工具(如泵、分离器、加热器、管线等)，桥堵或堵塞井眼，降低油气井产量或迫使油气井停产。
我国海上发现的疏松或较疏松油气藏较多。
科学地进行出砂预测，为防砂提供了可靠的决策依据。
出砂预测研究回答的问题是：（1）油气水井在其生命期内(包括投产及小产后期)是否出砂?（2）何时出砂？一、出砂机理及影响因素1.出砂机理—般来说，地层应力超过地层强度就有可能出砂。
地层强度决定于胶结物的胶结力、流体的粘着力、地层颗粒之间的摩擦力以及地层颗粒本身的重力。
地层应力包括地层结构应力、上覆压力、流体流动时对地层颗粒施加的推力，还有地层孔隙压力和生产压差形成的作用力，因此地层出砂是由多种因素决定的。
2.出砂的影响因素1)岩石强度低。
此为最重要的影响因素。
—般认为单轴抗压强度低于7.0MPa的岩石为弱固结岩石，有可能出砂。
胶结物的种类性质和数量，对岩石的强度起着至关重要的作用。
地层岩石遭到破坏而出砂，其本质是胶结物被破坏，形成分散的砂粒。
胶结物的破坏，除了剪切和拉伸等机械力的作用外，还受到液体的溶蚀、电化学作用的伤害，有些本来不出砂的井在酸化或产水、注水后出砂，就是这个道理。
2)地层压力的衰减。
地层压力的衰减相对增大了岩石的有效应力。
3)生产压差或生产速度过大。
4)地层流体粘度大易出砂。
5)油气井含水量的增长，出砂的可能性增大。
某气田的产层段砂岩，当岩石含水后，其强度降低80％～95％。
6)不适当的增产措施(酸化和压裂)。
7)操作管理措施不当，例如造成井下过大的压力激动等。
二、出砂预测方法和系统出砂预测方法有四类，分别为现场观测法、经验法、实验室模拟法和数值计算法。
从目前的研究水平来看，很难用单一方法准确预测一口井在生产全过程中是否出砂和何时出砂，只有通过多种预测方法才能使预测结果比较可靠。
1.现场观测法(1)岩心观察疏松岩石用常规取心工具收获率低，很容易将岩心从取心筒内拿出或岩心易从取心筒中脱落，有时其不需使用胶皮取心筒或海棉取心筒。
油井出砂预测方法研究进展
Mazen 等在近期提出一种预测油田出砂的神经 网络法[18 ] ,该方法运用了前馈后向传播网络 (B PN) 和广义回归神经网络 ( GRNN) 结构 ,预测北巴尔干 盆地气井重要的出砂指示参数 。
人工神经网络法在北巴尔干盆地的应用 ,展示 了较高的精确性 ,可从另一角度预测出砂潜力 。
声波测井法测出的声波时差值同岩石的孔隙度 有良好的对应关系 。较小的声波时差 ,代表低孔隙 度 、坚硬 、高密度岩石 ;较大的声波时差值 ,代表高孔 隙度 、松软 、低密度岩石 。通过出砂井的对比 ,可以 得出其出砂临界值 。 3. 5 地层强度法
预测出砂应考虑地层岩石的强度 ,可以通过剪 切强度与生产压差比较来确定某井的临界生产压 差 。20 世纪 70 年代初 , Exxon 公司开始寻求二者 之间的关系 ,发现当生产压差是岩石剪切强度的 1. 7 倍时 ,岩石开始被破坏并出砂[10 ] 。 3. 6 双参数法
morita等的出砂预测参数解析方法给出了有限元模型能定量预测潜在的出砂问题20世纪90年代初阿克公司weingartenperkins提出一种预测气井出砂的数值计算方法16近年来许多专家学者提出了多种预测出砂的模型例如王德新等提出的射孔完井临界出砂模型17神经网络法mazen等在近期提出一种预测油田出砂的神经网络法该方法运用了前馈后向传播网络bpn和广义回归神经网络grnn结构预测北巴尔干盆地气井重要的出砂指示参数
笔者将目前国内外所应用的出砂预测方法进行 了归纳总结 ,希望为防砂工作起到一定的借鉴作用 。
1 概述
出砂预测方法的研究走过了漫长的发展道路 。 初期是通过岩心 、初始动态等生产资料进行预测 ,这 是出砂预测方法发展的第一阶段 。经过对岩石性质 如弹性模量 、剪切模量等的认识 ,找出了一个地区不 出砂的岩石特性临界值来预测出砂 ,这是出砂预测 方法发展的第二个阶段 ,其较为著名的方法就是组 合模量法和斯伦贝谢法 。20 世纪 80 年代以后 ,出 砂预测向实验室模拟研究[1 ] 和数值计算方向发展 , 从前两个阶段的定性研究转向定量的研究 ,可以得 出油气井不出砂的产量或生产压差临界值 。这是出 砂预测的第三阶段 。
油井出砂预测及防砂设计-宋仁喜
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产层岩石坚固程度判别指数“C”公式法 根据熊友明的研究成果,垂直井井壁岩石所受的 切向应力是最大张应力。对于任意角度的定向井，最 大切向应力由下式表达：
C 2( Pf Pw ) 3 4 6 2 (10 f gH Pf ) sin (10 6 f gH Pf ) cos 1 1
1-油管；
2-水泥环；
3-套管； 4-封隔器； 5-衬管； 6-砾石； 7-射孔孔眼
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三、化学防砂 1、化学剂固砂 包括酚醛树脂胶结砂层和酚醛溶液地下合成防砂两 种工艺，适用于早期防砂，后者也用于油气井先期防砂。 此类固砂的特点： 1）适用于出砂不太严重的薄层 2）化学剂对温度要求高 3）化学剂固结区域地层渗透率明显下降，影响严重 4）有效期短，受高含水影响较大
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2、剪切破坏 上覆岩层压力由孔隙压力与骨架应力共同平衡。随 开采进行，油藏压力逐渐降低，施加在岩石骨架上的压 力越来越大，当该力超过岩石的抗剪切应力，岩石就会 被剪切破坏。
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3、粘结破坏 粘结强度是任何裸露的地层表面被侵蚀的一个控制因 素。这样的位臵主要包括：射孔通道、裸眼完井的井筒表 面、水力压裂的裂缝表面、剪切面或其它边界表面。 4、微粒运移 出砂过程中，砂粒的运移会导致井底周围地层的渗透 率下降，增大地层的拖曳力可能诱发固相颗粒的产出。 5、化学作用 流体流动过程中，各区域的酸碱度不同可能会导致流 体的不配伍，化学反应可能会对胶结物产生溶蚀作用，从 而破坏岩石强度。
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第四部分
主油
出砂率预测的新模型
出砂率预测的新模型摘要在过去的十年中已经发现了很多确定出砂临界值的方法。
在确定当开始出砂，最近的研究工作主要集中在确定出砂一旦超出这些临界值时的出砂率。
本文描述了一种新的分析预测连续（稳态）出砂的模型。
这中出砂率模型和临界值的预测模型是一致的，并在其基础上利用了无量纲负荷因子的概念（近井地层压力归一化强度）和雷诺数（一个函数透气性，粘度，密度和流速）。
用这种方法，把实验室出砂的结果用于试验，得出一个关于负荷系数，雷诺数和出砂率之间的一个经验关系式。
第二个经验性出砂的推动因素结合了产水的影响。
把导出的模型和两个区域的六口井的实际数据相比，得到了大范围的流动条件。
该预测可以很好的匹配现场数据，通常只能高估4年之内的一个因素影响的现场实测数据。
然而，只有不断出砂时，这种高估程度在应用领域才被认为是可接受，因为它提供的一些短暂的瞬态出砂率高于稳态补偿模型值。
介绍在过去的10年中大量的研究努力都花费在开发高效预测开始出砂时间的方法，把他作为岩石强度，水位下降和储层压力的功能。
在这方面的工作Shell公司有着最大的贡献，参考文献1和2给这10年的努力做了一个很好的概括，近年来，人们的注意力现已集中在预测在出砂一旦超过临界值时的出砂率。
对这项工作的主要目的是，如果井下治砂需要，确定是否可以在地表进行出砂处理。
这两种方法各有利弊-管理与隔绝。
在砂层管理的情况下，最大的风险和挑战是能够可靠估计出砂的数量和出砂浓度。
这对粒度分析设备出砂处理能力以及确保油嘴和表面管道不超过限制很重要。
从HSE的角度来看，这在高速率的天然气井，以及在高速率油井，特别是在高气油比是特别重要。
从操作系统成本的角度来看，在海底油井，特别是在深水区，出砂严重后果和油嘴的侵蚀是非常花钱的。
从积极的一面看，通过选择性或优化射孔来管理下套管和射孔完井确实可以避免在易出砂层段出砂。
套管和射孔完井维持在接近生产层段切断水或者在另一个生产层段完井。
这已经允许全球各个领域显著着增加储量回收。
产水气井出砂预测模型研究
产水气井出砂预测模型研究通过多年的气藏开采实践,我们发现在气藏开采的过程中,气井出砂已经成为困扰气藏开采的主要因素之一。
国内外学者经过几十年的出砂预测研究,在出砂预测领域取得了很多有价值成果和认识,并建立了许多出砂预测模型。
这些出砂预测模型的建立极大的推动了出砂预测技术的发展,并对油气田现场的生产实践起到了重要指导意义。
然而这些模型都没有考虑气井产水的情况,因此有必要针对产水气井的实际情况,建立对应的出砂预测模型。
水侵是气藏开采过程中不可避免的问题,也是造成气井出砂的一个重要原因,气井产水会对地层岩石的岩石力学性质产生影响,进而对气井出砂造成影响。
本文针对产水气井出砂问题,从岩石力学参数与含水饱和度的关系出发,结合弹塑性力学、渗流力学和油藏数值模拟等理论,进行了产水气井出砂预测模型研究,并完成了以下工作：(1)结合渗流力学和油藏数值模拟理论,建立了二维气水两相渗流模型,并对模型进行了有限差分和数值求解。
运用Visual Basic语言编制了二维气水两相渗流数值模拟程序,为后续的产水气井出砂预测提供基本数据。
(2)通过岩石力学参数测试实验,发现了含水饱和度对岩石力学参数有明显影响,建立了岩石弹性模量和抗压强度与含水饱和度之间的关系式,为产水气井出砂预测模型中引入含水饱和度参数提供了依据。
(3)针对产水气井,利用获得的含水饱和度与岩石力学参数的关系,结合应力平衡方程和胡克定律,建立了产水气井井眼附近地层的弹性区应力分布模型和塑性区应力分布模型。
(4)结合含水饱和度对岩石力学参数的影响,对Mohr-Coulomb破坏准则进行了修正,使其能适用于气井产水情况下的出砂判断。
将弹性区应力分布模型和修正之后的Mohr-Coulomb破坏准则结合,建立了产水气井出砂临界压差预测模型；结合弹、塑性区应力分布模型,建立了产水气井出砂半径预测模型。
(5)运用Visual Basic语言,结合建立的产水气井出砂预测模型编制了出砂预测程序,并通过该程序,对某一产水气井进行了实例计算。
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一、出砂概况油井出砂是油气开采过程中由于储层胶结疏松、强度低、流体的冲刷而导致射孔孔道附近或井底地带砂岩层结构被破坏，使得砂粒随流体从油层中运移出来的现象[1].（李兆敏,林日亿,王渊,等.高含水期射孔井出砂预测模型的建立及应用[J].石油大学学报:自然科学版,2003,27,(4):58,61,65.）在我国,除了少数油田的油井是由于砂岩层胶结不好、砂粒疏松.在开采初期就有出砂现象之外,许多出砂现象都是发生在油井生产的中后期.油田的中后期出砂特点是出砂量大、时间持久且难预测何时发生、防治较为困难。
国外在出砂预测方面研究应用较早.开发出了大尺寸出砂试验模拟系统、多种出砂理论模型和软件.我国近几年也正在从小尺寸的出砂预测逐步向大尺寸的出砂预测过度。
二、出砂的危害(1)减产或停产作业：油、气井出砂最容易造成油层砂埋、油管砂堵，地面管汇和储油罐积砂。
沙子在井内沉积形成砂堵，从而降低油井产量，甚至使油井停产，因此，常被迫起油管清除砂堵、清洗砂埋油层，清理地面管汇和储油罐。
其工作量大，条件艰苦，既费时又耗资。
即使这样，问题也还没有最终解决。
恢复生产不久，又须重新作业。
(2)地面和井下设备磨蚀：由于油层出砂使得油、气井产出流体中含有地层砂，而地层砂的主要成分是二氧化硅（石英），硬度很高，是一种破坏性很强的磨蚀剂，能使抽油泵阀磨损而不密封，阀球点蚀，柱塞和泵缸拉伤，地面阀门失灵，输油泵叶轮严重冲蚀。
使得油、气井不得不停产进行设备维修或更换，造成产量下降，成本上升。
(3)套管损坏，油井报废：最严重的情况是随着地层出砂量的不断增加，套管外的地层孔穴越来越大，到一定程度往往会导致突发性地层坍塌。
套管受坍塌地层砂岩团块的撞击和地层应力变化的作用受力失去平衡而产生变形或损坏，这种情况严重时会导致油井报废。
(4)安全及环境问题：意料之外的由于出砂引起的管道渗漏或设备失效还会引起严重的安全问题和溢出事故，尤其是在海上或陆上有水的地方。
此外地层砂产出井筒，对环境会造成污染，尤其是海洋油、气田更为环境保护法规所制约，所以油、气井防砂不仅是油、气开采本身的需要，也是环境保护的需要。
三、国内外出砂机理的发展80年代末N.Morita 和 D.L.Whltfill[2]( N.Morita and D.L.Whltfill. Realistic Sand Production Prediction. Numerical Approach SPE 16989)等人在文章中论述了剪切应力与张拉应力的作用所导致的地层破碎，出砂。
如果井底压力下降，剪切破碎将占主导地位。
如果地层内流体的流速高，张拉应力破碎将发生。
当达到以下条件时纯张拉应力破碎就会发生：1.射孔孔眼间距超过总间距的1/3；2.射孔密度小于7孔/米；3.射孔孔眼被封堵；4.对孔眼进行清洁时。
1991年N.Morita 和 P.A.Boyd 两人发表的文章中详尽地分析了油田现场常见的5种典型的油气田出砂问题[3]。
(N.Morita and P.A.Boyd. Typical Sand Production Problem. Case Studies andStrategies for Sand Control SPE22739)1.地层的弱胶结出砂这类油气藏出砂发生在油气井生产初期，或关井后的第二个生产周期。
对于弱胶结地层，剪切破坏所导致的出砂量要比拉伸应力所导致的出砂量大。
由于地层胶结性差，较小的采液强度就可以导致油气井出砂。
弱胶结地层的出砂量大约占油井总产量的10%～20%。
2.中等胶结强度易出水地层这种中等强度定义在3.45～6.8MPa。
这种地层开始不出砂，地层出水后却开始出砂。
其主要原因是由于出水后使原来固结砂粒的毛细管力消失，使得地层剪切破碎增强，破碎的砂粒的运移增大了砂粒间的剪切力，从而使油气藏出砂加剧。
3.油气藏压力下降导致胶结性好的地层出砂由于油藏压力降低，同时在主应力非常大的情况下，胶结强度高的地层容易出砂，这种地层出砂状况比弱胶结地层差，同时也可能时断时续的发生。
4.地层具有高水平构造应力胶结性好的地层出砂通常，两个水平主构造应力在出砂层位没有明显的区别，然而如果地层由于孔隙度的减小使得底层的强度变的更高，此时地层有较小的运动，将导致该方向上的应力很高，这种较高的应力差会导致井眼破碎，这种作用的结果使油气井出砂。
5.井眼表面周围高压力梯度的出砂问题由于井眼表面周围高压力梯度，射孔弹在射孔的过程中对井壁的振动作用造成孔眼壁面地层胶结性变差，加上流体流动拖拽力和摩擦力的作用，使地层的出砂加重。
井眼附近出砂区一般的特点是胶结性差，如果最大主应力超过地层强度，就可以不考虑地层胶结性差等因素断定地层出砂。
如果现存压力超过地层压力，出砂量增加的主要原因是剪切破碎。
通常地层突然出水或关井次数增加都会引起地层出砂情况的加剧。
Hall,C.D.Jr. and Harrisberger[4]等人是第一个用岩心三轴向试验来研究在不同的荷载和油、水两相作用下砂拱的稳定性问题。
他们经过实验观察到当润湿相浓度小于某个临界值时，砂拱将保持稳定；当润湿相浓度达到这个临界值时，砂拱将被破坏。
砂拱的稳定能力与砂拱的尺寸，润湿相大小有关，而且围绕在孔眼周围的砂粒必须具备一定的润湿相才能形成砂拱。
另外稳定的砂拱必须具有一定的外界应力和自身的凝聚力。
润湿相的浓度对砂拱的稳定性的影响主要体现在以下几方面；（1）单相浓度的砂粒构成不了稳定的砂拱；（2）强烈的引力会使孔眼增大；（3）两相环境下的砂拱稳定性好，在实验室条件下当润湿相饱和度S W＞3%形成稳定的砂拱；当S W＜20%有出砂的迹象；当20%＜S W＜32%连续出砂；当S W＞32%大量的流动砂产生。
（4）在两相区环境下，仅润湿相携带砂粒；（5）在润湿相饱和度较小的环境条件下，液流速度增加，砂拱尺寸也随之增加，随流速的降低砂拱保持稳定。
（6）润湿相浓度超过某一临界值时，砂拱将发生坍塌破坏。
（Hall,C.D.Jr. and Harrisberger，W.H.Stability of Sand Archcs;A Key to Sand Control SPE paper 2399）有几种因素导致出水后岩石胶结强度降低；(1)矿化水与岩石间的化学反应。
包括石英与矿化水的反应、碳酸钙溶解、岩石中铁离子的沉淀作用等。
(2)岩石表面张力和毛细管力的变化；(3)较高的流体压力梯度所产生的高流速和较强的拖拽力；(4)流体将岩石颗粒从岩石骨架上拖拽下来；(5)粘土的膨胀作用。
国内的出砂机理研究晚于国外主要归纳为以下三方面。
1.地层坍塌、剥落造成的油层出砂。
主要表现为射孔后弹孔周围地层应力集中，产生塑性变形，从而导致弹孔周边的骨架砂粒剥落、坍塌。
形成出砂。
2.拉伸破坏导致油层出砂。
拉伸破坏和流体的粘度、渗流速度有关，原油粘度越高、渗流速度越大，对砂粒的冲刷力与拖拽力越强，拉伸破坏越严重。
3.剪切破坏导致油层出砂。
随着原油的采出程度增大，地层压力逐渐下降，部分上覆地层压力转移到了岩石颗粒上增加了岩石颗粒间的压应力。
逐步形成大量的微破裂面，降低岩石强度使得大量颗粒从岩石骨架上脱落形成出砂。
四、出砂预测的方法出砂预测的方法很多，可分为现场预测法、经验公式(图表)法、实验室试验法、理论分析模型法等。
1.现场预测法(1)岩心观察：用肉眼观察，用手触摸等方法判断岩心强度。
若出现以下任意一种情况则地层容易出砂：一触即碎；停放数日自行破裂；能在岩心上轻易刻痕；用水或盐水浸泡，岩心松散破坏。
(2)岩石胶结：油层出砂与岩石胶结物种类、数量和胶结方式有着密切关系。
胶结物的强度越大越不容易出砂。
砂岩的胶结物中硅质和铁质的胶结强度最大，碳酸盐其次，粘土最差。
胶结物的构成种类越少，胶结物的强度越大。
(3)综合测井法：通过测井技术所提供的丰富井下地层信息，利用测井资料和生产测试资料来预测井的出砂是较好的方法。
利用测井资料对出砂层位进行预测，利用声波时差和密度测井等方法获得的岩石强度，据此预测油井生产时是否会出砂。
(4)试井法：对于同一口井在不同时期进行试井测试，绘制渗透率随时间的变化曲线，从渗透率曲线的变化来判断油层是否出砂。
2.经验公式(图表)法(1)出砂指数法：根据储层的岩石力学性质，可进行油层出砂情况的预测。
出砂指数预测需要复杂的处理、分析、计算过程。
首先对声波时差及密度测井等资料进行曲线数字化，然后进行计算参数的选择，求得岩石强度的有关参数，最后计算处理得到不同井深的出砂指数。
依据各弹性模量之间的关系求得的出砂指数关系式为：B=K+4/3GK=E/3(1-2µ)式中：B：出砂指数K：体积弹性模量E：杨氏模量G：切变弹性模量µ：泊松比B的值越大，表明岩石的体积弹性模量K和切变弹性模量G 之和越大，则岩石强度越大，稳定性越好，越不易出砂。
出砂指数大于3为不出砂；出砂指数小于2为出砂；出砂指数在2～3时少量出砂。
(2)地层孔隙度法：通过测井技术得出的地层孔隙度来判断地层是否出砂的方法。
因为地层孔隙度和地层的胶结强度有关。
当地层孔隙度大于30%，地层出砂较为严重；孔隙度在20%～30%之间，地层出砂较轻，许考虑防砂；孔隙度小于20%，地层出砂轻微。
(3)声波时差法：技术人员经常采用声波时差△t c这一最低临界值进行出砂预测。
△t c 为295微米/米，低于这一临界值就不出砂，高于这一临界值生产时就会出砂。
△t c会根据油田的不同而产生偏差，但上下浮动不会太大。
(4)双参数法(绘图法)：以声波时差为横轴，生产压差为纵轴，把数口井的时差、压差数据点绘在坐标图上，则出砂井数据点则会形成一个出砂区。
再把要预测井的数据点画在同一坐标图上，若落点在出砂区，则该井出砂；否则不出砂。
(5)斯伦贝谢法：由斯伦贝谢公司的技术人员最早提出的一种方法。
通过计算剪切模量与体积模量的乘积（临界值为5.9×107MPa）作为判断是否出砂的定量指标。
(6)组合模量法(多参数法的一种)：埃克森美孚法（ExxonMobil）通过建立一个出沙井与深度、开采速度、生产压差、采油指数、地层含水率等参数的判别函数，用该函数判定油井是否出砂。
3.实验室试验法(1)岩心实验模型法在模拟井下温度、压力、产液量、生产压差下用大、小岩心进行模拟试验。
大岩心实验所用的岩心直径为102～245mm、长度204～506mm，流体流量200mL/s左右。
用这种岩心进行破坏实验，可测定岩心破坏应力。
若岩心破坏应力大于近井筒垂直有效应力，则地层出砂。
该方法考虑到了射孔的影响，应用广泛。
最典型的有厚壁圆柱筒简化模型。
在无法取得大岩心的情况下可以采用小岩心模拟出砂试验。